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Die Erfindung betrifft eine Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur mit einer Stirnwand, die eine Kabine begrenzt, die an einer Tragstruktur angebracht ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Plattform zur Herstellung eines Nutzfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, mit einer derartigen Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur.
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Aus der Übersetzung
DE 689 09 570 T2 der europäischen Patentschrift
EP 0 374 488 B1 ist eine Kabinenstruktur für ein schweres Motorfahrzeug bekannt, bei dem sich die Kabine in einer vorderen Position auf dem Rahmen befindet, welche Struktur im Wesentlichen einen Boden, zwei Seiten, eine Front, eine Rückwand und vier strukturelle Elemente umfasst, von denen ein drittes und ein viertes strukturelles Element jeweils einen Rahmen umfasst, der mit zwei Säulen und zwei längsgerichteten Gliedern versehen ist und zwei tiefgezogene Teilwände umfasst, die zur Bildung einer rohrförmigen Konstruktion miteinander verbunden und mit einer Seitenplatte versehen sind. Aus der deutschen Patentschrift
DE 44 46 046 C1 ist ein kippbares Fahrerhaus eines Frontlenker-Lastkraftwagens bekannt, das am Boden beiderseits eines Motortunnels Längsträger aufweist, über diese und eine vordere Lagerordnung schwenkbar am Fahrgestell-Rahmen angeschlossen sowie gegenüber diesem durch Federungselemente abgestützt ist. Die Frontwand, die Rückwand und die Seitenwände des bekannten Fahrerhauses sind durch eine besondere presstechnische Profilierung ihrer Innen- und Außenbleche und durch zumindest partielle weitere Verstärkung dieser Versteifungsprofilbereiche mit zusätzlichen Versteifungsprofilleisten gezielt verstärkt und versteift.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung von Nutzfahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen, zu vereinfachen.
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Die Aufgabe ist bei einer Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur mit einer Stirnwand, die eine Kabine begrenzt, die an einer Tragstruktur angebracht ist, dadurch gelöst, dass die Stirnwand mit Hilfe von zwei z-Verstärkungssäulen, insbesondere schwenkbar und/oder in z-Richtung verlagerbar, an der Tragstruktur angebracht beziehungsweise abgestützt oder gelagert ist. Als x-Richtung wird die Fahrzeuglängsrichtung nach vorne bezeichnet. Als y-Richtung wird die Querrichtung bezeichnet. Als z-Richtung wird eine vertikale Richtung bezeichnet, die sich senkrecht zu einer von der x-Richtung und y-Richtung aufgespannten Ebene nach oben erstreckt. Die erfindungsgemäßen z-Verstärkungssäulen ermöglichen auf einfache Art und Weise die Darstellung von verschiedenen Aufbauhöhen. Die Verwendung der z-Verstärkungssäulen ermöglicht es insbesondere, die gleiche Stirnwand für verschieden hohe Kabinen zu verwenden. Dadurch wird besonders vorteilhaft die Bereitstellung einer Kabinenfamilienstruktur mit vielen Gleichteilen ermöglicht. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung dienen die z-Verstärkungssäulen nicht nur zur Verstärkung, sondern dienen darüber hinaus zur Anbringung der Stirnwand an der Tragstruktur beziehungsweise zur Lagerung der Kabine.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die z-Verstärkungssäulen jeweils eine Kraftangriffsfläche für eine in z-Richtung wirksame Federeinrichtung aufweisen. Bei der Federeinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Luftfedereinrichtung, die auch als Air-Bellow bezeichnet wird. Die Federeinrichtung ermöglicht im Betrieb des Nutzfahrzeugs Ausgleichsbewegungen der Kabine in z-Richtung um etwa plus/minus 50 Millimeter. Dadurch kann der Fahrkomfort erhöht werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die z-Verstärkungssäulen jeweils eine Kabinenlagerstelle aufweisen. Besonders vorteilhaft sind an den z-Verstärkungssäulen, vorzugsweise an den freien Enden der z-Verstärkungssäulen, Mittel vorgesehen, um die Kabine schwenkbar an der Tragstruktur anzubringen. Durch eine schwenkbare Lagerung der Kabine wird ein Kippen oder Schwenken der Kabine ermöglicht, die auch als Fahrerhaus oder Führerhaus bezeichnet wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die z-Verstärkungssäulen jeweils aus zwei winkelförmigen Profilhalbschalen gebildet sind, die mit jeweils einem Schenkel aneinander anliegen. Mit den beiden anderen Schenkeln sind die Profilhalbschalen vorzugsweise an der Stirnwand befestigt, zum Beispiel angeschweißt. Die Profilhalbschalen können als Blechteile ausgeführt sein. Zur Darstellung verschiedener Aufbauhöhen können verschiedene Profilhalbschalen miteinander kombiniert werden. Es ist vorteilhaft, die oberen oder die unteren Profilhalbschalen als Gleichteile auszuführen. Diese Gleichteile können dann mit unterschiedlichen unteren oder oberen Profilhalbschalen kombiniert werden, um verschiedene Aufbauhöhen darzustellen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die aneinander anliegenden Schenkel der winkelförmigen Profilhalbschalen jeweils eine Kraftangriffsfläche für eine Federeinrichtung aufweisen. Durch die beiden aneinander anliegenden Schenkel der Profilhalbschalen wird eine stabile Struktur geschaffen, die für eine Krafteinleitung geeignet sind.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die z-Verstärkungssäulen jeweils ein z-Profilelement umfassen, in welchem mindestens ein Kraftangriffselement mit einer Kraftangriffsfläche für eine Federeinrichtung befestigt ist. Das Kraftangriffselement ist zum Beispiel mit dem z-Profilelement verstemmt und erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zur z-Richtung.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftangriffselement in z-Richtung an verschiedenen Stellen des z-Profilelements befestigbar ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise mit Hilfe von Gleichteilen die Darstellung von verschiedenen Aufbauhöhen ermöglicht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand eine mittlere Lufteinlassöffnung und zwei seitlich davon angeordnete Aussparungen aufweist, die zur Aufnahme eines Pedalblocks dienen. Die beiden Aussparungen sind vorzugsweise symmetrisch angeordnet und ermöglichen die Verwendung der Stirnwand sowohl für einen Linkslenker- als auch für einen Rechtslenkerbetrieb.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die z-Verstärkungssäulen seitlich außerhalb der beiden Aussparungen, die zur Aufnahme eines Pedalblocks dienen, an der Stirnwand befestigt sind. Die z-Verstärkungssäulen sind vorzugsweise stoffschlüssig, vorzugsweise durch Schweißen, an der Stirnwand befestigt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand seitlich außerhalb einer der beiden Aussparungen, die zur Aufnahme eines Pedalblocks dienen, einen Durchlass zum Durchführen eines Kabelbaums aufweist. Der Durchlass ist, in Fahrtrichtung aus der Perspektive eines Fahrers des Nutzfahrzeugs betrachtet, vorzugsweise links angeordnet. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die z-Verstärkungssäulen außen an der Stirnwand befestigt sind. Der Begriff außen bezieht sich auf die Kabine. Die z-Verstärkungssäulen sind vorzugsweise stoffschlüssig mit der Stirnwand verbunden, vorzugsweise an diese angeschweißt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand innen im Bereich der z-Verstärkungssäulen jeweils ein z-Verstärkungsprofil aufweist. Die z-Verstärkungsprofile sind vorzugsweise stoffschlüssig mit der Stirnwand verbunden, vorzugsweise an diese angeschweißt. Die z-Verstärkungsprofile stellen mit den z-Verstärkungssäulen und der dazwischen angeordneten Stirnwand ein besonders stabiles Hohlprofil dar.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand nach oben hin von einer angeformten Querträgerhalbschale begrenzt wird, die mit einer rückseitig eingesetzten Hohlprofilhalbschale zu einem geschlossenen Hohlprofil verbunden ist. Die Hohlprofilhalbschale ist vorzugsweise stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen, mit der Querträgerhalbschale verbunden, die einstückig mit der Stirnwand ausgeführt ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand, die z-Verstärkungssäulen, die winkelförmigen Profilhalbschalen, die z-Profilelemente, die Kraftangriffselemente, die z-Verstärkungsprofile, die Querträgerhalbschale und/oder die Hohlprofilhalbschale als Blechteile ausgeführt sind/ist. Dadurch können die Herstellkosten reduziert werden. Ganz besonders vorteilhaft können die meisten der genannten Teile als Gleichteile ausgeführt sein.
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Die oben angegebene Aufgabe ist alternativ oder zusätzlich durch eine Plattform zur Herstellung eines Nutzfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, mit einer vorab beschriebenen Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur gelöst, wobei eine Vielzahl von Stirnwänden als Gleichteile ausgeführt und mit verschiedenen z-Verstärkungssäulen beziehungsweise mit als Gleichteile ausgeführten z-Profilelementen und Kraftangriffselementen kombinierbar sind, um unterschiedliche Fahrzeugtypen, insbesondere Aufbauhöhen, darzustellen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur mit Blick auf die Innenseite einer Stirnwand aus der Sicht eines Fahrers;
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2 die Außenseite der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur aus 1;
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3 einen Ausschnitt der Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur aus 2 mit einer an der Stirnwand angebrachten z-Verstärkungssäule;
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4 die gleiche Darstellung wie in 3 mit einer anderen z-Verstärkungssäule als in 3;
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5 die Nutzfahrzeug-Kabinenvorderstruktur in einer Seitenansicht; die Figuren ähnliche Darstellungen wie in den 3 und 4
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6 und 7 mit zwei z-Verstärkungssäulen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
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8 eine perspektivische Darstellung eines Schnitts durch die z-Verstärkungssäule aus 7 und
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9 die andere Seite der in den 6 und 7 ausschnittsweise dargestellten Stirnwand.
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In den 1 bis 9 ist eine Kabinenvorderstruktur 1 eines Lastkraftwagens mit einer kippbaren Kabine in verschiedenen Ansichten und gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Die Kabinenvorderstruktur 1 umfasst zwei A-Säulen 2, 3, zwischen denen sich eine Stirnwand 4 mit einem Stirnwandgrundkörper 5 erstreckt.
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Die Stirnwand 4 mit dem Stirnwandgrundkörper 5 ist als Blechteil ausgeführt und umfasst eine zentrale Lufteinlassöffnung 10. Die Lufteinlassöffnung 10 ist rechteckig ausgeführt.
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Seitlich von der Lufteinlassöffnung 10 sind zwei Aussparungen 11, 12 symmetrisch zueinander angeordnet. Die Aussparungen 11, 12 sind ebenfalls rechteckig ausgeführt und dienen zur Aufnahme eines Pedalblocks. Je nachdem, in welcher Aussparung der Pedalblock angebracht wird, kann der Lastkraftwagen mit der Stirnwand 4 als Rechtlenker oder Linkslenker ausgeführt werden.
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Zwischen der Aussparung 11 und der A-Säule 2 weist die Stirnwand 4 einen Durchlass 14 auf, der zum Durchführen eines Kabelbaums dient.
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Nach oben hin wird der Grundkörper 5 der Stirnwand 4 von einer Querträgerhalbschale 18 begrenzt, die an den Grundkörper 5 angeformt, also einstückig mit diesem verbunden ist. An die Querträgerhalbschale 18 ist eine Hohlprofilhalbschale 20 angeschweißt, die zusammen mit der Querträgerhalbschale 18 ein geschlossenes Hohlprofil darstellt, das sich zwischen den beiden A-Säulen 2, 3 in Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Die Fahrzeugquerrichtung wird auch als y-Richtung bezeichnet.
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Senkrecht zu der Hohlprofilhalbschale 20 erstrecken sich zwei z-Verstärkungsprofile 21, 22 in z-Richtung. Die beiden z-Verstärkungsprofile 21, 22 sind seitlich außerhalb der Aussparungen 11, 12 angeordnet. Das z-Verstärkungsprofil 21 ist zwischen der Aussparung 11 und dem Durchlass 14 angeordnet. Dabei erstrecken sich die z-Verstärkungsprofile 21, 22 über die gesamte Höhe der Stirnwand 4 bis zu der Hohlprofilhalbschale 20.
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Auf der Außenseite des Grundkörpers 5, also auf der der Innenseite mit den z-Verstärkungsprofilen 21, 22 abgewandten Seite, können, wie man in den 3 und 4 sieht, z-Verstärkungssäulen 31, 32 angebracht werden. Die z-Verstärkungssäulen 31, 32 stellen gemeinsam mit den z-Verstärkungsprofilen 21, 22 und den dazwischen angeordneten Abschnitten des Stirnwandgrundkörpers 5 besonders stabile Hohlprofile dar, die sich in z-Richtung erstrecken.
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Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung weisen die z-Verstärkungssäulen 31, 32 jeweils eine Kraftangriffsfläche 33, 34 für eine Federeinrichtung auf. Die an den z-Verstärkungssäulen 31, 32 ausgebildeten Kraftangriffsflächen 33, 34 ermöglichen es, eine Kabine mit der Stirnwand 4 in unterschiedlichen Höhen zu lagern beziehungsweise abzustützen.
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In den 3 und 4 ist des Weiteren angedeutet, dass an den z-Verstärkungssäulen 31, 32 jeweils eine Kabinenlagerstelle 35, 36 vorgesehen sein kann. Die Kabinenlagerstellen 35, 36 dienen dazu, eine Kabine mit der Stirnwand 4 kippbar oder schwenkbar an einer Tragstruktur des Lastkraftwagens anzubringen.
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In 5 ist die Kabinenvorderstruktur 1 mit einer Tragstruktur 40 in einer Seitenansicht dargestellt. An der Stirnwand 4 ist außen eine z-Verstärkungssäule 38 angeschweißt, die eine andere Höhe als die z-Verstärkungssäule 31, 32 in den 3 und 4 aufweist, aber ansonsten diesen entspricht. Die z-Verstärkungssäule 38 ist, wie die beiden z-Verstärkungssäulen 31, 32 aus zwei Profilhalbschalen 41, 42 gebildet.
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Die Profilhalbschalen 41, 42 weisen zwei nach außen abgewinkelte Schenkel auf, die aneinander anliegen. Die aneinander anliegenden Schenkel der beiden Profilhalbschalen 41, 42 können stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen, oder mit Hilfe von Befestigungsmitteln, wie Schrauben, fest miteinander verbunden werden, um eine Krafteinleitung von der beziehungsweise in die Federeinrichtung zu ermöglichen, auf der die Kabine mit der Stirnwand 4 gelagert ist.
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In den 6 und 7 ist jeweils ein Ausschnitt der Stirnwand 4 mit Blick auf deren Außenseite dargestellt. An der Stirnwand 4 sind zwei z-Verstärkungssäulen 51, 52 angeschweißt, welche die Darstellung von unterschiedlichen Aufbauhöhen ermöglichen. Dabei umfassen die z-Verstärkungssäulen 51, 52 jeweils ein z-Profilelement 55 und zwei Kraftangriffselemente 58, 59.
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Das z-Profilelement 55 ist an die Außenseite des Grundkörpers 5 der Stirnwand 4 angeschweißt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das z-Profilelement 55 so ausgeführt, dass die Kraftangriffselemente 58, 59, wie man in den 6 und 7 sieht, in unterschiedlichen Höhen an dem z-Profilelement 55 befestigt werden können. Die Kraftangriffselemente 58, 59 werden zum Beispiel durch Verstemmen an dem z-Profilelement 55 befestigt.
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Die Kraftangriffselemente 58, 59 ermöglichen es, die Kabine mit der Stirnwand 4 auf einer Federeinrichtung 60 abzustützen. Die Federeinrichtung 60 ist vorzugsweise als Luftfedereinrichtung ausgeführt und wird auch als Air-Bellow bezeichnet.
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In 8 sieht man, dass das z-Profilelement 55 einen im Wesentlichen u-förmigen Querschnitt aufweist, der nach außen hin offen ist. Dadurch wird die Montage der Kabinenvorderstruktur 1 vereinfacht.
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In 9 sieht man, dass auf der Innenseite, also der den z-Verstärkungssäulen 51, 52 abgewandten Seite der Stirnwand 4, ein z-Verstärkungsprofil 71 an die Stirnwand 4 angeschweißt ist. Das z-Verstärkungsprofil 71 erstreckt sich von einer Hohlprofilhalbschale 70 genauso oder ähnlich, wie es in 1 dargestellt ist, nach unten. Allerdings ist die Gestalt des z-Verstärkungsprofils 71 an die Gestalt des z-Profilelements 55 angepasst. Dadurch wird die Stabilität des Hohlprofils, das die z-Verstärkungssäule 51, 52 mit dem z-Verstärkungsprofil 71 bildet, noch steifer beziehungsweise stabiler.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 68909570 T2 [0002]
- EP 0374488 B1 [0002]
- DE 4446046 C1 [0002]
